​鈦合金高（gāo）精度（dù）大批量墊片的車削工藝

　隨著科學技術（shù）的發展以及產品可靠（kào）性要求的不斷提高，產品裝配調試需求鈦合金墊片也越來（lái）越多。這類環形片狀墊片的結構雖然簡單（dān），其厚度在0.7～0.4mm之間，其表麵質量和（hé）幾何形狀精（jīng）度要求較高，由於其自身剛性差以及（jí）鈦合金材料（liào）的（de）難加工性，使得（dé）墊片的加工精（jīng）度很難保證。本文通過對鈦合金墊片的車（chē）削過程控（kòng）製，並在（zài）實踐證明該車（chē）削工藝有效地解決了鈦（tài）合金高精度大（dà）批量墊片質量控製（zhì）問題。

1.車削墊片的工藝分析

　　材料為鈦合金，用通常的卡盤夾緊車削的加工方法是無法保證（zhèng）零件的精度要求。此零件為環形薄片零件，加工難度有三點：一是如何解決鈦合金材料的刀具問題；二是如何（hé）保證零件（jiàn）的加工尺寸精度及形位公（gōng）差；三是如（rú）何（hé）保證（zhèng）大批量生產。

2.目前（qián）車削鈦合金墊片存在問題：

　　（1）鈦合金屬於難加材料，使用普通刀具車削鈦合金材料，刀具（jù）磨損快，表麵（miàn）粗糙度差，精度無法保證（zhèng）。

　　（2）在（zài）切削力（lì）的擠壓作用下導致零件變形，特別是背向力的作用使墊片受到擠壓作用使其變（biàn）形，直接影響墊片的尺寸精度及形位公差。

　　（3）墊片剛性差，壁超薄，強度低，在切削過（guò）程中（zhōng）容易產生（shēng）振動使其變形。由於每次車削時（shí），其內部應力的釋放使其彎曲、扭曲變形。

　　（4）裝（zhuāng）夾方式及夾緊力變（biàn）形。由於（yú）墊片壁超薄，如（rú）果采用徑向夾緊，受徑向力的作用使零（líng）件產生彈性變形。

　　（5）切削熱變形。由於墊片材料為鈦合金，其強度高不易（yì）車削，切削熱集中於刀尖部位，刀具高溫（wēn）硬度、強度（dù）受到（dào）影響，刀尖磨損加劇，熱量集中使墊片變形，特別是在車削端麵時，超薄墊片片零（líng）件因單（dān）麵受熱（rè），在（zài）左右端麵間形成溫差（chà）而變形，造成的（de）幾何形狀（zhuàng）誤差非（fēi）常明顯，從而影響零件的（de）加工（gōng）精度（dù）。

　　（6）切削用量引起的變形。合理選擇切削用量能夠有效的減小切削力，從而減小零件變形。

　　（7）鈦合金原（yuán）材料均采用鈦棒加工，目前墊片的製造方法是采（cǎi）用高精度數控線切割（gē）設備，使用“慢走絲”加工，這種加工方法的缺點是製造周期長，生產效（xiào）率低，製造成本高，滿足不了批量生產需求。

3.解決措施

　　（1）針（zhēn）對鈦合金難材料，進行了大量的試驗及總結：①刀具材料的（de）選擇。應盡可（kě）能采用（yòng）硬質合金刀具，並應選用與（yǔ）鈦合金（jīn）親和（hé）力較小的YG類（lèi）硬質合金。如為斷（duàn）續切（qiē）削或有衝（chōng）擊時，也可采用（yòng）高速鋼刀具(如W2Mo9Cr4VCo8等)，或采用超細顆粒（lì）的硬（yìng）質合金（如YG10H、YG8W等）。②合理選擇刀具幾何參數。刀具的磨損，刀鈍會使零件主切削抗力增大，造成墊片變形，刀具切削刃太鋒利雖然有利於切削，但刀具強度較低，刀具易於磨損，反而（ér）使切削力增大，同樣使（shǐ）零件變形，通過反複加工實踐，在精加工時，前角取γ0=15°～20°，後角取α0=8°～12°。③切削用量的選擇。選用較低的切削速度及較大的進給量和切削深度。用硬質合金車刀（dāo）車削時，可取（qǔ）s=0.1～0.3mm/r；粗加工時切削深度一定要大於氧化皮的深度。

　　（2）選擇合理的（de）裝夾方式，采用軸向壓緊，減小工件的（de）幾何形狀誤差，夾緊力不宜過大（dà），以免工件變形。

　　（3）細化加工工序，減小墊片變形。墊（diàn）片加工過程（chéng）分段進行，粗、精加工分開進行（háng），避（bì）免工序集中（zhōng），消除精（jīng）加工時切削力較大引起的變形，粗車後零件通（tōng）過熱處理時（shí）效消除殘餘應（yīng）力（lì），減小零件的應力變形。

　　（4）合理選擇切削參數。合理選擇切削參（cān）數，在有效保證零件加工精度的情況下，提高（gāo）加工效率。根據經驗及加工實踐，精加工時切削速度V=50m/min,進給（gěi）量f=0.06～0.1mm/r,零件越薄進給量要越小（xiǎo），背吃刀量ap=0.05～0.1mm.

　　（5）選（xuǎn）擇切削液，采用濕加工（gōng）降（jiàng）低切削區溫度，提高表麵質量，延長刀（dāo）具壽命。一般應選用極壓乳化液來冷卻，流量應充足。充分（fèn）使用切削液進（jìn）行（háng）冷卻，防止零（líng）件熱變形，防止（zhǐ）由（yóu）於熱量（liàng）集中。

　　（6）設計合（hé）理的夾具（jù），控製墊片的變形和滿足批量（liàng）生產需求。根據墊片的結構和需要，盡力滿足墊片的加工精度，設計了簡易夾（jiá）具。

4.工藝方案

　　墊（diàn）片加（jiā）工工藝流程：下料→粗加工→熱處理（時效）→精加工。

　　（1）下料。

　　（2）粗車削加工。

　　（3）鉗（qián）工鑽孔3xφ4mm孔（多件加工）。

　　（4）熱處理時效。

　　（5）使用軟爪夾持外圓φ52mm車削（xuē），保（bǎo）證形位公差要求，平麵（miàn）度0.01mm，垂直度0.015mm，內孔φ20H9,倒銳角毛刺。

5.結語

　　通過運用以上車削過程控製（zhì），有效地防止了墊片在車削過程中的（de）變形量，使零件尺寸精度及（jí）形位公差要求得（dé）到保證，加（jiā）工質量穩定，並且提高（gāo）了生產效率，降低了製造成本。鈦合金高精度大批量墊片車削工藝實用性強，具有較強的推廣作用。